V法造型鑄造又稱為真空造型鑄造工藝,減壓或負壓造型鑄造或真空密封鑄造工藝。
1、原理及工藝過程
(1)將將模具安裝在中空的抽氣箱上,模具有很多孔和抽氣箱相連,通過抽氣箱和小孔將加熱軟化了的塑料膜吸附在模型上;
(2)放置砂箱,該砂箱為夾層結構,并且內層開有密布的小孔,上覆不能透過干砂的濾網,或在單層砂箱內置抽空過濾管,該箱的底面與抽氣箱的上平面密封。
(3)填充干砂,并同時輕微震動,使干砂充實在砂箱模型和各結構腔中。刮平放置澆口杯,用薄膜蓋上面。
(4)完成鑄模,通過夾層及內置的抽氣管,對鑄模吸空,對底部抽氣箱放氣,通過大氣壓力,由砂相,上覆薄膜、下塑料膜的封閉,使鑄型硬化,鑄膜即已完成,以此造成上型、下型和型芯。
(5)下芯、合箱、澆鑄
(6)脫箱
經適當的冷卻時間后,將砂箱內的壓力恢復到常壓狀態,隨之砂型自動潰散,,鑄件經一定的時間保溫取出,完成工藝過程。
工藝中的真空設備
該工藝過程中從固定底箱后,一直需有真空設備運行。一般砂箱,砂型內部和澆鑄過程中真空度一般應保存在-0.053-0.08MPa。
1、真空泵:因為工藝過程的需要真空度一般為-0.053-0.08MPa,因而選用SK、SZ,系列水環式真空泵most合適。在此真空度范圍內有較大的抽速,抽氣量一般與鑄件大小、形狀、上下箱的密封有關,目前還沒有資料指出準確的配比關系。
鑄造方法的選用原則
鑄造是一種古老的制造方法,在我國可以追溯到6000年前。隨著工業技術的發展,鑄造技術的發展也很迅速,特別是19世紀末和20世紀上半葉,出現了很多的新的鑄造方法,如低壓鑄造、陶瓷鑄造、連續鑄造等,在20世紀下半葉得到完善和實用化。由于現今對鑄造質量、鑄造精度、鑄造成本和鑄造自動化等要求的提高,鑄造技術向著精密化、大型化、高質量、自動化和清潔化的方向發展,例如我國這幾年在精密鑄造技術、連續鑄造技術、特種鑄造技術、鑄造自動化和鑄造成型模擬技術等方面發展迅速。
鑄造主要工藝過程包括:金屬熔煉、模型制造、澆注凝固和脫模清理等。鑄造方法常用的是砂型鑄造,其次是特種鑄造方法,如:金屬型鑄造、熔模鑄造、石膏型鑄造……等。而砂型鑄造又可以分為粘土砂型、有機粘結劑砂型、樹脂自硬砂型、消失模等等。
鑄造方法選擇的原則:
1優先采用砂型鑄造據統計
在全部鑄件產量中,60~70%的鑄件是用砂型生產的,而且其中70%左右是用粘土砂型生產的。主要原因是砂型鑄造較之其它鑄造方法成本低、生產工藝簡單、生產周期短。所以象汽車的發動機氣缸體、氣缸蓋、曲軸等鑄件都是用粘土濕型砂工藝生產的。當濕型不能滿足要求時再考慮使用粘土砂表干砂型、干砂型或其它砂型。粘土濕型砂鑄造的鑄件重量可從幾公斤直到幾十公斤,而粘土干型生產的鑄件可重達幾十噸。
一般來講,對于中、大型鑄件,鑄鐵件可以用樹脂自硬砂型、鑄鋼件可以用水玻璃砂型來生產,可以獲得尺寸精確、表面光潔的鑄件,但成本較高。
當然,砂型鑄造生產的鑄件精度、表面光潔度、材質的密度和金相組織、機械性能等方面往往較差,所以當鑄件的這些性能要求更高時,應該采用其它鑄造方法,例如熔模(失臘)鑄造、壓鑄、低壓鑄造等等。
2鑄造方法應和生產批量相適應
例如砂型鑄造,大量生產的工廠應創造條件采用技術先進的造型、造芯方法。老式的震擊式或震壓式造型機生產線生產率不夠高,工人勞動強度大,噪聲大,不適應大量生產的要求,應逐步加以改造。對于小型鑄件,可以采用水平分型或垂直分型的無箱高壓造型機生產線、實型造型生產效率又高,占地面積也少;對于中件可選用各種有箱高壓造型機生產線、氣沖造型線,以適應快速、高精度造型生產線的要求,造芯方法可選用:冷芯盒、熱芯盒、殼芯等高效制芯方法。
中等批量的大型鑄件可以考慮應用樹脂自硬砂造型和造芯。
單件小批生產的重型鑄件,手工造型仍是重要的方法,手工造型能適應各種復雜的要求比較靈活,不要求很多工藝裝備。可以應用水玻璃砂型、VRH法水玻璃砂型、有機酯水玻璃自硬砂型、粘土干型、樹脂自硬砂型及水泥砂型等;對于單件生產的重型鑄件,采用地坑造型法成本低,投產快。批量生產或長期生產的定型產品采用多箱造型、劈箱造型法比較適宜,雖然模具、砂箱等開始投資高,但可從節約造型工時、提高產品質量方面得到補償。
低壓鑄造、壓鑄、離心鑄造等鑄造方法,因設備和模具的價格昂貴,所以只適合批量生產。
3造型方法應適合工廠條件
例如同樣是生產大型機床床身等鑄件,一般采用組芯造型法,不制作模樣和砂箱,在地坑中組芯;而另外的工廠則采用砂箱造型法,制作模樣。不同的企業生產條件(包括設備、場地、員工素質等)、生產習慣、所積累的經驗各不一樣,應該根據這些條件考慮適合做什么產品和不適合(或不能)做什么產品。
4要兼顧鑄件的精度要求和成本
各種鑄造方法所獲得的鑄件精度不同,初投資和生產率也不一致,most終的經濟效益也有差異。因此,要做到多、快、好、省,就應當兼顧到各個方面。應對所選用的鑄造方法進行初步的成本估算,以確定經濟效益高又能保證鑄件要求的鑄造方法。
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